CN102170691A - 一种下行信道功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行信道功率控制方法及装置，涉及通信技术，由于在本小区远点用户的波束宽度内存在强干扰用户时，间隔调度该波束宽度内的本区远点用户，从而使得会造成较强干扰的用户被分开在多个子帧中调度，进而使每个子帧中调度的强干扰用户减少，降低本小区远点用户对本小区以及相邻小区用户的干扰。

Description

一种下行信道功率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种下行信道功率控制方法及装置。

背景技术

第三代移动通信TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，时分同步码分多址)是一种干扰受限系统，室外环境一般都采用智能天线，室内分布式天线场景由于墙体的天然隔离，用户间的干扰水平相对较低，但室外智能天线场景中，同频同方位相邻远点用户间很容易相互强干扰，这种干扰严重影响了HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入)的下行空口速率。

室外同频邻区同方位远点HSDPA用户间相互干扰进而影响其业务的空口吞吐量，涉及到HS-PDSCH(High Speed-Physical Downlink Shared Channel，高速物理下行共享信道)的功率控制问题，目前主要有两种方案：

一种是静态配置HS-PDSCH的发送功率，其发送功率配置后并不会根据小区中用户的位置及其受到的干扰量级改变。由于HS-PDSCH的功率是静态配置的，具有以下缺点：小区近点用户由于信道环境较好浪费其功率资源；由于远点用户的干扰，造成同频小区网络整体干扰增大；小区远点(严重时包括小区中点)用户的HS-PDSCH的空口速率降低；将给网络的优化带来难度。由于以上缺点，很容易影响用户的感知。

另一种方案是参考CQI(Channel quality indicator，信道质量指示符)反馈进行HS-PDSCH功率的控制，原理如下：

从吞吐量提升效率出发，在保证某些距离Node B较近、信道环境较好的用户较高吞吐量性能的前提下，尽量把有限的功率资源分给吞吐量提升效率较高的用户；同时，通过设置门限参数和调整功率步长参数可以使该方法更加灵活，能够达到不同的控制目的。

图1为码率函数曲线，从图1中可以看出，SNR与码率的曲线斜率越陡，增加单位功率能够带来的性能越高；

如果统计参数位于Thdown到1.0之间，这些用户在小区中的位置称为近点，对于近点用户，无条件下调一个Δ_down；

如果统计参数位于Thup到Thdown之间，这些用户在小区中的位置称为中点，对于中点用户，若HARQ发送buffer中数据量大于上次发送的数据块大小，则上调一个Δ_up，high。

如果统计参数位于0到Thup之间，这些用户在小区中的位置称为远点，对于远点用户，若HARQ发送buffer中数据量大于上次发送的数据块大小，则上调一个Δ_up，low。

该算法的基本原理为通过调整基站发射功率，尽量使得UE工作在效率较高的区间(SNR与码率的曲线斜率较陡的区间)，以达到降低干扰提高效率的目的。该算法对降低系统干扰、提升边缘用户感受有一定效果，但中心区域用户由于功率降低对吞吐量有一定影响，而远点用户容易升到其功率上限，增大远点用户对其他用户的干扰。

虽然相对于前一方案来讲，通过该功率控制方法，能够提高HS-PDSCH的空口速率，特别是对于小区远点的用户，提高效果明显，但仍存在不足：由于远点用户容易升到其功率上限，所以同频同方位邻区远点用户相互干扰将增大，进而使得同频同方位邻区远点用户HS-PDSCH空口速率降低，同时同频同方位邻区远点用户的存在将使网络整体干扰不同程度的增大。

发明内容

本发明实施例提供一种下行信道功率控制方法及装置，以降低远点用户造成的干扰。

本发明实施例提供的一种下行信道功率控制方法，包括：

确定本小区内远点用户；

确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户时，则间隔调度本小区远点用户。

本发明实施例还相应提供一种下行信道功率控制装置，包括：

确定单元，用于确定本小区内远点用户；

调度单元，用于确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户时，则间隔调度本小区远点用户。

本发明实施例提供一种下行信道功率控制方法及装置，在本小区远点用户的波束宽度内存在强干扰用户时，则间隔调度该波束宽度内的本区远点用户，从而使得会造成较强干扰的用户被分开在多个子帧中调度，进而使每个子帧中调度的强干扰用户减少，降低本小区远点用户对本小区以及相邻小区用户的干扰。

附图说明

图1为现有技术中进行下行信道功率控制的功率调整示意图；

图2为本发明实施例提供的下行信道功率控制方法流程图；

图3为本发明实施例提供的较佳的下行信道功率控制方法流程图；

图4为本发明实施例提供的下行信道功率控制装置结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种下行信道功率控制方法及装置，在本小区远点用户的波束宽度内存在强干扰用户时，则间隔调度该波束宽度内的本区远点用户，从而使得会造成较强干扰的用户被分开在多个子帧中调度，进而使每个子帧中调度的强干扰用户减少，降低本小区远点用户对本小区以及相邻小区用户的干扰。

如图2所示，本发明实施例提供的下行信道功率控制方法，包括：

步骤S201、确定本小区内远点用户；

步骤S202、确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户时，则间隔调度本小区远点用户。

由于在本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰较强的用户时，若与相邻小区远点用户间隔调度该远点用户，则可以降低本小区远点用户对相邻小区远点用户的干扰，同时也降低相邻小区远点用户对本小区远点用户的干扰。同时，相对于连续调度远点用户，降低了每个子帧中远点用户对整个同频小区网络造成的干扰。

例如，已经检测出一个本小区内远点用户的波束宽度内存在两个相邻小区远点用户，那么在调度这个本小区内远点用户时，可以每次只间隔一个子帧来调度，同时，而由于另外一个本小区内远点用户也相应的在波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的用户，并且在邻小区调度远点用户时，也是每次只间隔一个子帧来调度，在本小区的远点用户远点用户和邻小区调度远点用户的调度子帧刚好错开时，则能有效地降低干扰，所以为了有效地降低每个子帧中远点用户造成的干扰，需要尽量错开调度这些远点用户。

错开调度的方式可以采用如下方式：

首先确定调度这些远点用户时，间隔的子帧个数Q

为每个远点用户分配一个不相同的取余数值，当子帧序号对Q+1取余的值为该取余数值时，就使用当前的子帧调度这个远点用户，该取余数值需要小于或等于Q。

通常，为了尽可能减小远点用户造成的干扰，可以先确定波束宽度内干扰强度满足设定条件的相邻小区用户及本小区远点用户的总数目N；在每次调度该远点用户后，间隔至少N-1个子帧再次调度该远点用户，即设置Q＝N-1，具体操作是，可以在调度远点用户时，针对该远点用户，产生一个0～N-1的随机数Ki；并使用子帧序号对N取余的值为Ki的子帧对该远点用户进行调度。

当然，这种方式能够最大程度的避免本小区中在同一波束宽度内远点用户在同一个子帧中调度的情况出现，但是，若随机分配取余数值，由于不能够控制相邻小区为其远点用户所分配的取余数值不同于本小区为远点用户所分配的取余数值，所以远点用户受到波束宽度内邻区远点用户干扰的可能性较大。

为了尽量避免在取余数值相同时，受到邻区远点用户的干扰，可以在该远点用户在H个子帧中有大于或等于J次受到邻区强干扰时，重新产生一个0～N-1的随机数Ki。如果该远点用户和波束范围内的邻区远点用户使用同一个取余数值，那么该远点用户受到邻区强干扰的可能性很大，易于满足在H个子帧中有大于或等于J次受到邻区强干扰的条件，一旦满足该条件，就可以重新生成一个随机数，直至与波束范围内的邻区远点用户不再使用同一个取余数值，此时该远点用户受到邻区强干扰的可能性较小，不易满足在H个子帧中有大于或等于J次受到邻区强干扰的条件，即可不再更换取余数值。

例如，已经检测出本小区有两个远点用户，且本小区内远点用户的波束宽度内存在两个相邻小区远点用户，那么N＝3，当调度该本小区内远点用户时，为这两个远点用户分别产生一个随机数Ki，Kj，产生的随机数Kj不等于Ki，假设为远点用户1产生的随机数为Ki＝1，假设为远点用户2产生的随机数为Ki＝2，则每次子帧序号对N取余等于1时，使用该子帧调度远点用户1，相应的，每次子帧序号对N取余等于2时，使用该子帧调度远点用户2。

在步骤S201中，确定本小区内远点用户，具体包括：

接收本小区用户上报的CQI；

当在K个子帧中有大于或等于M个子帧所接收到的CQI值小于预先设定的本区用户位置门限时，确定该本小区用户为本小区内远点用户，K大于M。

在步骤S202中，确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户，具体包括：

进行同频多小区联合检测，选择a个对本小区干扰最强的邻区，a为预先设定的在本小区处理能力范围内的数值；

确定邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户；

确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角；

确定波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户为该本小区内远点用户的波束宽度内的干扰强度满足设定条件的用户。

其中确定邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户，具体包括：

对每个用户进行信道估计，获得用户的接收信号码功率rscp；

当在L个子帧中有大于或等于P个子帧获得的rscp值大于预先设定的功率门限时，确定该用户为邻区远点用户，L大于P。

当然，为了避免rscp瞬时值波动的影响，确定邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户，还可以为：

对每个用户进行信道估计，获得用户的接收信号码功率rscp；

计算第n个子帧中加权接收信号码功率为：

RSCP(n)＝λ×RSCP(n-1)+(1-λ)×rscp，0＜λ＜1；

当在L个子帧中有大于或等于P个子帧中RSCP(n)值大于预先设定的功率门限时，确定该用户为邻区远点用户，L大于P。

具体的，一种进行下行信道功率控制的较佳的方案如图3所示，包括：

步骤S301、进行同频多小区联合检测，选择a个对本小区干扰最强的邻区，a为预先设定的在本小区处理能力范围内的数值；

步骤S302、对本小区及邻区所有用户进行信道估计，并获得每个用户的rscp(Received Signal Code Power，接收信号码功率)值；

步骤S303、确定邻区的强干扰用户，即确定邻区中的干扰强度满足设定条件的用户；

步骤S304、确定本小区的远点用户；

步骤S305、确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角；

步骤S306、判断是否有波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户，如果是，则继续执行步骤S307，否则，正常调度本小区内远点用户；

步骤S307、判断是否有远点用户在H个子帧中有大于或等于J次受到邻区强干扰，如果是，执行步骤S308，否则，正常调度本小区内远点用户；

步骤S308、为各远点用户分别产生一个0～N-1的随机数作为其取余数值，并分别使用子帧序号对N取余的值为其取余数值的子帧对该远点用户进行调度，同时执行步骤S307。

在步骤S301中，可以利用现网中的同频联合检测方式，室外智能天线场景选择最大31个同频邻区配置，基站小区物理层检测时除选取本小区外，还另外选择出对本小区干扰最强的a个邻区参与联合检测，在本发明实施例中使用到的信道估计可以采用HSDPA用户上行伴随DPCH的信道估计，其中，a值可以进行预先设定，通常为在本小区处理能力范围内的数值。

在步骤S303中，需要确定出邻区强干扰用户，具体可以采用如下方式：

对每个用户进行信道估计，获得用户的接收信号码功率rscp；

计算第n个子帧中加权接收信号码功率为：

RSCP(n)＝λ×RSCP(n-1)+(1-λ)×rscp，0＜λ＜1；

当在L个子帧中有大于或等于P个子帧中RSCP(n)值大于预先设定的功率门限时，确定该用户为邻区远点用户，L大于P。

例如：设定一个功率门限值P_thresh，通过计算第n个子帧中加权接收信号码功率可以消除波动rscp值的波动，通常该λ值取0.6-0.9较佳；

通过邻区用户在每个子帧中的RSCP(n)与门限P_thresh比较，当在L长窗内有大于或等于P个子帧均大于P_thresh，则判定邻区此用户属于强干扰用户且处于所在小区的远点；

在步骤S304中，本区用户远点的判定，可以根据用户通过HS-SICH上报的CQI进行判定，假定判定本区用户位置的门限为TH_CQI，则当在K个子帧中有大于或等于M个子帧满足的均满足CQI＜TH_CQI，则判定此用户位于本区的远点，是本小区内远点用户。

在步骤S305中，确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角，具体包括：

对每个远点用户，确定该远点用户在各个方向角度的接收功率；

确定最大的接收功率所对应的方向角为该远点用户在本小区的波达方向角。

其中，对每个远点用户，确定该远点用户在各个方向角度的接收功率，具体包括：

确定该远点用户的自相关矩阵RXX；

确定本小区智能天线阵列流形为

其中，a_θi(1:n)表示第i个来波方向在n个天线上的加权系数；

对该远点用户的每个方向角AOA，确定该远点用户在该方向角度的接收功率为P(AOA)＝a_AOA×RXX×a^H _AOA。

具体的：本区用户方位及其邻区用户在本区所在的方位计算方法包括：首先计算本区用户和邻区强干扰用户的自相关矩阵；

其计算方法为假定某个用户的信道估计为：

该信道估计矩阵是在8个天线的情况下进行的，hi(1:16)表示用户第i天线上的信道估计结果，则此用户的自相关矩阵为RXX＝H×H^H；

再假定本小区智能天线阵列的阵列流形为其中a_θi(1:8)表示第i个AOA来波方向在天线1～8上的加权系数，则此用户在AOA方向角度的接收功率为

分别计算出AOA从θ1～θN所有值对应的接收功率，并确定用户(包括本小区用户和邻区用户)在本小区的波达方向角为AOA_UE＝max(P(AOA))，该式表示用户在本小区的波达方向角为该用户最大的接收功率所对应的方向角。

经过上面的计算可得到本小区用户及邻区远点用户的来波方向AOA。

在步骤S306中，利用步骤S305和步骤S306中的计算结果来判断，假定智能天线的波束宽度为W_θ，且本小区远点用户的波达方向角为AOA，那么该本小区远点用户的波束宽度为[AOA-W_θ/2，AOA+W_θ/2]，若邻区远点用户的波达方向角在此区间范围内，则判定该邻区远点用户为有波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户。

在步骤S307和步骤S308中，由于已经确定本区存在远点用户且在本区远点用户波束宽度内存在邻区强干扰用户，则为了减少同频同方向邻区远点用户之间的相互干扰，尽量将能这些相互干扰的用户错开调度。

若Ni+Nm＝N，其中Ni为本小区远点用户的数量，Nm为本小区远点用户波束宽度内邻区远点用户的数量，则

为了将能这些相互干扰的用户错开调度，每当K个子帧内存在至少J次同频同方向的邻区强干扰，则本小区产生Ni个0～N-1的随机数，分别作为各个远点用户的取余数值，并使用子帧序号对N取余的值为对应的取余数值的子帧对该远点用户进行调度。

通常情况下，为避免速率降低过大，可以限制参与该调度方式的本小区远点用户，根据本小区远点用户和邻区远点用户出现的概率，可以限定Ni≤2，N≤4，在Ni＝2时，假定生成的取余数值分别为Ki和Kj，则本小区远点用户只能在如下子帧subsfn进行调度：

远点用户1调度子帧满足：Subsfn％N＝Ki；远点用户2调度子帧满足：Subsfn％N＝Kj；其中，％表示取余。

本发明实施例还相应提供一种下行信道功率控制装置，如图4所示，该装置中包括：

确定单元401，用于确定本小区内远点用户；

调度单元402，用于确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的用户时，则间隔调度本小区远点用户。

其中，调度单元402具体包括：

确定子单元4021，用于确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户；

调度子单元4022，用于间隔调度本小区远点用户。

调度子单元4021具体用于：

确定波束宽度内干扰强度满足设定条件的相邻小区用户及本小区远点用户的总数目N；

在每次调度该远点用户后，间隔至少N-1个子帧再次调度该远点用户。

确定单元401具体用于：

接收本小区用户上报的CQI；

当在K个子帧中有大于或等于M个子帧所接收到的CQI值小于预先设定的本区用户位置门限时，确定该本小区用户为本小区内远点用户，K大于M。

确定子单元4021具体用于：

进行同频多小区联合检测，选择a个对本小区干扰最强的邻区，a为预先设定的在本小区处理能力范围内的数值；

确定邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户；

确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角；

确定波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户为该本小区内远点用户的波束宽度内的干扰强度满足设定条件的用户。

本发明实施例提供一种下行信道功率控制方法及装置，在本小区远点用户的波束宽度内存在强干扰用户时，则间隔调度该波束宽度内的本区远点用户，从而使得会造成较强干扰的用户被分开在多个子帧中调度，进而使每个子帧中调度的强干扰用户减少，降低本小区远点用户对本小区以及相邻小区用户的干扰。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种下行信道功率控制方法，其特征在于，包括：

确定本小区内远点用户；

确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户时，则间隔调度本小区远点用户。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间隔调度本小区远点用户，具体包括：

确定波束宽度内干扰强度满足设定条件的相邻小区用户及本小区远点用户的总数目N；

在每次调度该远点用户后，间隔至少N-1个子帧再次调度该本小区远点用户。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在每次调度该远点用户后，间隔至少N-1个子帧再次调度该远点用户，具体包括：

针对该远点用户，产生一个0～N-1的随机数Ki；

使用子帧序号对N取余的值为Ki的子帧对该远点用户进行调度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述间隔调度该远点用户，还包括：

当该远点用户在H个子帧中有大于或等于J次受到邻区强干扰时，重新产生0～N-1的随机数Ki。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定本小区内远点用户，具体包括：

接收本小区用户上报的信道质量指示符CQI；

当在K个子帧中有大于或等于M个子帧所接收到的CQI值小于预先设定的本区用户位置门限时，确定该本小区用户为本小区内远点用户，所述K大于M。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户，具体包括：

进行同频多小区联合检测，选择a个对本小区干扰最强的邻区，所述a为预先设定的在本小区处理能力范围内的数值；

确定所述邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户；

确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角；

确定所述波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户为该本小区内远点用户的波束宽度内的干扰强度满足设定条件的用户。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户，具体包括：

对每个用户进行信道估计，获得用户的接收信号码功率rscp；

当在L个子帧中有大于或等于P个子帧获得的rscp值大于预先设定的功率门限时，确定该用户为邻区远点用户，所述L大于P。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户，具体包括：

对每个用户进行信道估计，获得该用户的接收信号码功率rscp；

计算第n个子帧中加权接收信号码功率为：

RSCP(n)＝λ×RSCP(n-1)+(1-λ)×rscp，所述0＜λ＜1；

当在L个子帧中有大于或等于P个子帧中RSCP(n)值大于预先设定的功率门限时，确定该用户为邻区远点用户，所述L大于P。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角，具体包括：

对每个远点用户，确定该远点用户在各个方向角度的接收功率；

确定最大的接收功率所对应的方向角为该远点用户在本小区的波达方向角。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对每个远点用户，确定该远点用户在各个方向角度的接收功率，具体包括：

确定该远点用户的自相关矩阵RXX；

确定本小区智能天线阵列流形为

其中，a_θi(1:n)表示第i个来波方向分别在n个天线上的加权系数；

对该远点用户的每个方向角AOA，确定该远点用户在该方向角度的接收功率为P(AOA)＝a_AOA×RXX×a^H _AOA。

11.一种下行信道功率控制装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定本小区内远点用户；

调度单元，用于确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户时，则间隔调度本小区远点用户。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调度单元具体包括：

确定子单元，用于确定本小区内远点用户的波束宽度内存在干扰强度满足设定条件的相邻小区用户；

调度子单元，用于间隔调度本小区远点用户。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，调度子单元具体用于：

确定波束宽度内干扰强度满足设定条件的相邻小区用户及本小区远点用户的总数目N；

在每次调度该远点用户后，间隔至少N-1个子帧再次调度该远点用户。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：

接收本小区用户上报的信道质量指示符CQI；

当在K个子帧中有大于或等于M个子帧所接收到的CQI值小于预先设定的本区用户位置门限时，确定该本小区用户为本小区内远点用户，所述K大于M。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述确定子单元具体用于：

进行同频多小区联合检测，选择a个对本小区干扰最强的邻区，所述a为预先设定的在本小区处理能力范围内的数值；

确定所述邻区中的干扰强度满足设定条件的用户为邻区远点用户；

确定每个邻区远点用户以及本小区内远点用户在本小区的波达方向角；

确定所述波达方向角位于本小区内远点用户的波束宽度内的邻区远点用户为该本小区内远点用户的波束宽度内的干扰强度满足设定条件的用户。

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